DFT study of Fe-Ni core-shell nanoparticles: Stability, catalytic activity, and interaction with carbon atom for single-walled carbon nanotube growth

双金属片 成核 材料科学 碳纳米管 Atom(片上系统) 催化作用 化学物理 金属 纳米颗粒 二十面体对称 碳纤维 密度泛函理论 化学工程 纳米技术 结晶学 计算化学 化学 复合材料 冶金 有机化学 复合数 嵌入式系统 工程类 计算机科学
作者
Zhiliang Yang,Qiang Wang,Xiaoye Shan,Weiqi Li,Guanghui Chen,Hongjun Zhu
出处
期刊:Journal of Chemical Physics [American Institute of Physics]
卷期号:142 (7) 被引量:14
标识
DOI:10.1063/1.4907897
摘要

Metal catalysts play an important role in the nucleation and growth of single-walled carbon nanotubes (SWCNTs). It is essential for probing the nucleation and growth mechanism of SWCNTs to fundamentally understand the properties of the metal catalysts and their interaction with carbon species. In this study, we systematically studied the stability of 13- and 55-atom Fe and Fe-Ni core-shell particles as well as these particles interaction with the carbon atoms using the density functional theory calculations. Icosahedral 13- and 55-atom Fe-Ni core-shell bimetallic particles have higher stability than the corresponding monometallic Fe and Ni particles. Opposite charge transfer (or distribution) in these particles leads to the Fe surface-shell displays a positive charge, while the Ni surface-shell exhibits a negative charge. The opposite charge transfer would induce different chemical activities. Compared with the monometallic Fe and Ni particles, the core-shell bimetallic particles have weaker interaction with C atoms. More importantly, C atoms only prefer staying on the surface of the bimetallic particles. In contrast, C atoms prefer locating into the subsurface of the monometallic particles, which is more likely to form stable metal carbides. The difference of the mono- and bimetallic particles on this issue may result in different nucleation and growth mechanism of SWCNTs. Our findings provide useful insights for the design of bimetallic catalysts and a better understanding nucleation and growth mechanism of SWCNTs.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
田様应助nsc采纳,获得30
1秒前
科目三应助nsc采纳,获得10
1秒前
在水一方应助nsc采纳,获得10
1秒前
上官若男应助nsc采纳,获得10
1秒前
orixero应助nsc采纳,获得10
1秒前
小蘑菇应助nsc采纳,获得10
1秒前
在水一方应助nsc采纳,获得10
1秒前
小二郎应助nsc采纳,获得30
1秒前
共享精神应助蒋玲采纳,获得10
2秒前
活力绮兰完成签到,获得积分10
2秒前
英俊的铭应助nano采纳,获得10
3秒前
爆米花应助郑思雨采纳,获得10
5秒前
yl完成签到,获得积分10
6秒前
刻苦小丸子完成签到,获得积分10
6秒前
Liukangting完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
10秒前
AJ完成签到,获得积分10
13秒前
忧郁四娘发布了新的文献求助10
14秒前
扎菜发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
Zerocola完成签到,获得积分10
16秒前
段初曼发布了新的文献求助10
17秒前
slx0410完成签到,获得积分10
18秒前
zzp完成签到,获得积分10
20秒前
Owen应助科研通管家采纳,获得10
21秒前
慕青应助科研通管家采纳,获得10
21秒前
21秒前
充电宝应助科研通管家采纳,获得10
21秒前
情怀应助科研通管家采纳,获得10
21秒前
Owen应助科研通管家采纳,获得10
21秒前
李爱国应助科研通管家采纳,获得10
21秒前
柯一一应助科研通管家采纳,获得10
21秒前
乐事薯片噢完成签到,获得积分10
22秒前
扎菜完成签到,获得积分20
23秒前
23秒前
Alina完成签到 ,获得积分10
23秒前
23秒前
段初曼完成签到,获得积分20
24秒前
JamesPei应助123456采纳,获得10
25秒前
高分求助中
请在求助之前详细阅读求助说明!!!! 20000
The Three Stars Each: The Astrolabes and Related Texts 900
Yuwu Song, Biographical Dictionary of the People's Republic of China 700
Multifunctional Agriculture, A New Paradigm for European Agriculture and Rural Development 600
Bernd Ziesemer - Maos deutscher Topagent: Wie China die Bundesrepublik eroberte 500
A radiographic standard of reference for the growing knee 400
Glossary of Geology 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2475495
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2140051
关于积分的说明 5453866
捐赠科研通 1863598
什么是DOI,文献DOI怎么找? 926434
版权声明 562846
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 495589